kejingfan/Internet_of_Things_Architecture_and_Technology
1
0
Fork 0
Code Issues Pull Requests Actions Packages Projects Releases Wiki Activity

first commit

Browse Source
This commit is contained in:
Jingfan Ke
2024-09-05 13:29:00 +08:00
commit 53515a5a50
75 changed files with 3863 additions and 0 deletions
Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files

BIN
Lab/1_LCDLab/material/111.jpg Normal file
View File

Binary file not shown.
Side by Side

After

Width:  |  Height:  |  Size: 110 KiB

BIN
Lab/1_LCDLab/material/222.png Normal file
View File

Binary file not shown.
Side by Side

After

Width:  |  Height:  |  Size: 97 KiB

405
Lab/1_LCDLab/material/LCD实验_第9组_柯劲帆_李桦炅_王子励_李志民.md Normal file
View File

@@ -0,0 +1,405 @@
<img src="222.png" alt="cover" style="zoom: 150%;" />
---
# 目录
[TOC]
---
# 实验分工
| 姓名 | 学号 | 分工 |
| :----: | :------: | :----------------------------------------------------------- |
| 柯劲帆 | 21281280 | 负责实验代码的解读，分析了代码的整体思想与运行流程，设计了最后的展示成果。 |
| 李桦炅 | 21281282 | 协助进行实验代码解读，分析了LCD屏幕显示图像的代码格式。 |
| 王子励 | 21281292 | 撰写实验报告，与小组成员积极沟通，记录实验进程。 |
| 李志民 | 20281146 | 参与报告撰写，记录实验当中遇到的问题并总结。 |
# 实验一 LCD控制实验
## 1. 实验目的
简易的GUI的相关函数的使用，LCD的点阵的原理和应用。通过LCD的控制实验，学会利用LCD显示数字、英文和中文，并在后续实验中使用LCD显示从传感节点得到的部分数据。
## 2. 工具/原料
- 装有IAR的PC机一台；
- 2530仿真器,USB线(A型转B型)；
- 无线节点模块,带LCD的智能主板。
## 3. 预备知识
1. 在S012864FPD-14ASBE(3S)点阵图形液晶模块(ST7565P)驱动程序的基础上，学习一个简易的GUI(图形用户接口),如画点,线,矩形,矩形填充,显示一幅128*64的图画以及汉字显示等。其中IO分配为：
| SCL | SID | A0 | CSn | RESETn |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ------ |
| P1.5 | P1.6 | P1.7 | P1.4 | P2.0 |
2. 128\*64点阵型LCD简介
128\*64是一种图形点阵液晶显示器，它主要由行驱动器/列驱动器及128\*64全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示,也可以显示8\*4个(16\*16点阵)汉字。所谓128\*64全点阵就是有128\*64个点组成，当给相应的点通高电平(即1)时点变亮，通低电平(即0)时点不亮。显示汉字也是一样的道理，通过对16\*16点阵的设计得到对应汉字。
3. 该实验程序主要分为3部分，第一部分为LCM的几个函数主要实现的是对LCD显示的初始化，对于硬件编程很重要，有兴趣的同学可以了解下，这里不作为重点。第二部分为GUI的一系列函数，是本次实验的重点，主要实现画点、线、矩形、矩形填充，显示字等显示功能。前两部分程序都在LCD.c程序中。第三部分是GUIDemo.c，主要包含主函数和一些点阵显示内容的定义以及change清屏函数。
## 4. 核心代码
### 4.1. GUI_Init()
在该函数中，首先调用了`LCM_Init()`：
1. 设置IO需要的引脚的方向为输出；
2. 设置`P2_0`为低电平，等待一会儿后再置为高电平（这里猜测是在操作LED指示灯）；
3. 向开发板发送命令开启LCD显示；
4. 向开发板发送命令，设置其他参数
然后调用`GUI_ClearScreen()`向缓冲区全写0，最后调用`LCM_Refresh()`输出缓冲区内容。
（限于篇幅，这里不贴源代码）
### 4.2. GUI_SetColor()
```c
void GUI_SetColor(UINT8 color1, UINT8 color2)
{
GUI_CopyColor(&disp_color, color1); // 设置显示色
GUI_CopyColor(&back_color, color2); // 设置背景色
}
```
实现了显示色和背景色的设置。
### 4.3. GUI_LoadBitmap()
此函数和`GUI_PutHZ()`的实现是一样的。
```c
void GUI_LoadBitmap(UINT8 x, UINT8 y, UINT8 *dat, UINT8 hno, UINT8 lno)
{
UINT8 i;
for(i=0; i<lno; i++)
{
GUI_LoadLine(x, y, dat, hno); // 输出一行数据
y++; // 显示下一行
dat += (hno>>3); // 计算下一行的数据
if( (hno&0x07)!=0 ) dat++;
}
}
```
这个函数实现了循环调用`GUI_LoadLine()`显示`dat`图像中的每一行。
跟踪`GUI_LoadLine()`：
```c
UINT8 GUI_LoadLine(UINT8 x, UINT8 y, UINT8 *dat, UINT8 no)
{
UINT8 bit_dat;
UINT8 i;
UINT8 bakc;
/* 参数过滤 */
/*===========================================================================*/
if(x>=128) return(0); // x坐标越界，返回0
if(y>=64) return(0); // y坐标越界，返回0
/*===========================================================================*/
for(i=0; i<no; i++)
{
/* 判断是否要读取点阵数据 */
if( (i%8)==0 ) bit_dat = *dat++;
/* 设置相应的点为color或为back_color */
if( (bit_dat&DCB2HEX_TAB[i&0x07])==0 ) GUI_CopyColor(&bakc, back_color);
else GUI_CopyColor(&bakc, disp_color);
GUI_Point(x, y, bakc);
if( (++x)>=128 ) return(0);
}
return(1);
}
```
这个函数执行以下逻辑：
1. 判断要显示的内容坐标有没有越过LCD显示屏的边界；
2. 如果`(i%8)==0`读取下一个8位；
3. 使用位屏蔽码读取当前8位中的每一位，如果为0则用背景色打印在LCD上，否则用显示色打印在LCD上；
4. 判断要显示的内容坐标有没有越过LCD显示屏的边界；
5. 跳转回2继续循环，直至打印完毕。
跟踪`GUI_Point()`：
```c
UINT8 GUI_Point(UINT8 x, UINT8 y, UINT8 color)
{
UINT8 bak;
if(x>=128) return(0); if(y>=64) return(0); // 参数判断，出错返回0
//x=x+4;
/* 设置指定点为1或0 */
/*===========================================================================================*/
bak = ReadByteFromDisplayBuffer(x,y); // 从显示缓冲区读取指定点的1字节数据
if(0==color) // 若让该点灭
{
bak &= (~DEC_HEX_TAB[y&0x07]); // 该点对应的位复位，而其他7位不变
}
else // 若让该点亮
{
bak |= DEC_HEX_TAB[y&0x07]; // 该点对应的位置位，而其他7位不变
}
WriteByteToDisplayBuffer(x, y, bak); // 向LCM12864指定点对应的显示缓冲区写一字节数据
/*===========================================================================================*/
return(1); // 操作成功返回1
}
```
这个函数执行以下逻辑：
1. 判断要显示的点坐标有没有越过LCD显示屏的边界；
2. 读取该点原来的信息；
3. 通过参数color，使用与或操作将该点置为亮或灭；
4. 将修改后的该点信息写入缓冲区。
### 4.4. GUI_Rectangle()
```c
void GUI_Rectangle(UINT8 x0, UINT8 y0, UINT8 x1, UINT8 y1, UINT8 color)
{
GUI_HLine(x0, y0, x1, color);
GUI_HLine(x0, y1, x1, color);
GUI_RLine(x0, y0, y1, color);
GUI_RLine(x1, y0, y1, color);
}
```
即画出4条边，横边用`GUI_HLine()`，竖边用`GUI_RLine()`。
跟踪`GUI_HLine()`：
```c
void GUI_HLine(UINT8 x0, UINT8 y0, UINT8 x1, UINT8 color)
{
UINT8 bak;
if(x0>x1) {bak = x1;x1 = x0; x0 = bak;} // 对x0、x1大小进行排列，以便画图
/* 逐点显示，描出水平线 */
/*==========================*/
do
{
GUI_Point(x0, y0, color);
x0++;
}while(x1>=x0);
/*==========================*/
}
```
实际上就是在循环向缓冲区写入线上的点，`GUI_RLine()`也如此，就不再赘述了。
同理，`GUI_RectangleFill()`就是在画出矩形边框的基础上在中间空白区域用`GUI_HLine()`或`GUI_RLine()`填充线。
### 4.5. 自主设计的main()函数
```c
void main(void) {
UINT8 i;
GUI_Init(); // GUI初始化
GUI_SetColor(1, 0); // 显示色为亮点，背景色为暗点
while (1) {
GUI_PutHZ(8, 0, (UINT8*)YUANSHEN, 80, 64);
LCM_Refresh(); // 将显示缓冲区中的数据刷新到SO12864FPD-13ASBE(3S)上显示
halWait(200);
GUI_PutHZ(88, 24, (UINT8*)QIDONG, 48, 16);
LCM_Refresh();
change(); // 延时大约2秒后清屏
}
}
```
其中，`YUANSHEN`是一副图像的Bitmap，`QIDONG`是三个汉字字符“启动！”的Bitmap，但实际上这两个变量的实质都是将要显示的内容（m*n个像素点）中要点亮的设置为1，相反则设置为0，转换成16进制数存储，如下图所示：
![p2](p2.png)
<img src="p3.png" alt="p3" style="zoom:40%;" />
代码中使用的两个Bitmap见附录。
## 5. 实验步骤
1. 步骤一给智能主板供电。
2. 步骤二 将一个无线节点模块插入到带LCD智能主板的相应位置。
3. 步骤三 将`CC2350`仿真器的一端通过USB线连接到PC机，另一端通过10Pin下载线连接到智能主板的`CC2350`JTAG口。
4. 将智能主板上电源开关拨动开位置，按下仿真器的按钮，仿真器上的指示灯为绿色时，表示连接成功。
5. 仔细分析工程中已有的函数，搞清功能后完成自己的程序，实现显示汉字功能。
6. 通过线上工具将图片或者汉字转换为LCD编码后直接加入代码后，在LCD板上完成显示。
## 6. 实验结果
在LCD板上显示自己喜欢的图样，并且加入了两幅图像间的显示延迟，不再是单一的汉字显示，更像是艺术字，也属于我们将热爱与实验结合的表现。
<img src="111.jpg" alt="cover" style="zoom:33%;" />
## 7. 实验感想
本次LCD控制实验，让我们对LCD的显示原理有了更深入的了解。通过学习GUI相关的函数，如`GUI_Init()`、`GUI_SetColor()`和`GUI_LoadBitmap()`等，我们理解了LCD的显示是通过逐点控制来实现的。另外，需要将要显示的内容先转换为点阵表示的Bitmap，然后再逐行扫描输出到LCD上，这样的显示流程很有启发意义。
在编写`main()`函数时，我们尝试将一副图片和几个汉字字符转换为Bitmap数据，并加载显示出来。这个过程让我体会到了将设计转换为代码的乐趣。通过添加必要的延时，实现了一个循环显示、切换效果，使展示更丰富。
总体来说，通过这个实验，我们对LCD显示的软硬件原理有了更直观的了解，也锻炼了独立设计并实现的能力。这是一次收获颇丰的实验。
## 8. 附录
`YUANSHEN`Bitmap：
```c
UINT8 YUANSHEN[] =
{
/*-- 宽x高=80x64 --*/
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x40, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x40, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x40, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x40, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x60, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x60, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x60, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xe0, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xe0, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xe0, 0x00,
0x00, 0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x04, 0x00, 0x00, 0xf0, 0x00,
0x00, 0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x04, 0x00, 0x00, 0xf0, 0x00,
0x00, 0xe0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x06, 0x00, 0x01, 0xf0, 0x00,
0x00, 0xe0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0f, 0x00, 0x01, 0xf8, 0x00,
0x03, 0xf0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x1f, 0x80, 0x03, 0xfc, 0x00,
0x0f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x0f, 0xff, 0x00,
0x07, 0xf8, 0x00, 0xc0, 0x00, 0x3f, 0x80, 0x07, 0xfe, 0x00,
0x03, 0xf0, 0x01, 0xe0, 0x00, 0x0f, 0x00, 0x01, 0xf8, 0x00,
0x03, 0xf0, 0x01, 0xe0, 0x00, 0x06, 0x40, 0x00, 0xe0, 0x00,
0x01, 0xf3, 0x01, 0xe0, 0xc0, 0x04, 0xe3, 0x80, 0xe0, 0x70,
0x01, 0xf3, 0xe1, 0xc3, 0xf0, 0x05, 0xf3, 0xe0, 0x61, 0xfc,
0x01, 0xf3, 0xff, 0xff, 0xfb, 0xff, 0xfb, 0xff, 0xff, 0xfe,
0x01, 0xf3, 0xe0, 0x01, 0xf0, 0x0f, 0xfb, 0xf0, 0x60, 0xfc,
0x01, 0xf3, 0xe0, 0x01, 0xf1, 0xcf, 0xfb, 0xf0, 0xe0, 0xf8,
0x01, 0xf3, 0xe0, 0x01, 0xf1, 0xcf, 0x03, 0xf1, 0xf0, 0xf8,
0x01, 0xf3, 0xff, 0xf9, 0xf1, 0xcf, 0x03, 0xf3, 0xf8, 0xf8,
0x01, 0xf3, 0xf7, 0xf1, 0xf1, 0xcf, 0x7b, 0xff, 0xff, 0xf8,
0x01, 0xf3, 0xe0, 0x01, 0xf1, 0xcf, 0x7b, 0xff, 0xff, 0xf8,
0x01, 0xf3, 0xe0, 0x01, 0xf1, 0xcf, 0x7b, 0xf3, 0xf8, 0xf8,
0x01, 0xf3, 0xe0, 0x01, 0xf1, 0xcf, 0x7b, 0xf1, 0xf0, 0xf8,
0x01, 0xf3, 0xff, 0xff, 0xf1, 0xcf, 0x7b, 0xf0, 0xe0, 0xf8,
0x01, 0xf3, 0xc3, 0xf1, 0xf1, 0xcf, 0x7b, 0xf0, 0x60, 0xf8,
0x03, 0xf3, 0x83, 0xf1, 0xc1, 0xcf, 0x7b, 0xff, 0xff, 0xf8,
0x03, 0xe0, 0x03, 0xf0, 0x01, 0xcf, 0x73, 0xf0, 0x61, 0xf8,
0x03, 0xe0, 0xe3, 0xf1, 0xc1, 0xcf, 0x63, 0xe0, 0x60, 0xf8,
0x03, 0xc7, 0xe3, 0xf3, 0xf9, 0xcf, 0x43, 0xc0, 0xe0, 0x78,
0x07, 0x9f, 0xfb, 0xf7, 0xff, 0xcf, 0x03, 0x81, 0xf0, 0x18,
0x07, 0xbf, 0xfb, 0xf7, 0xff, 0x8f, 0x00, 0x07, 0xfc, 0x00,
0x0f, 0x3f, 0x03, 0xf0, 0x3f, 0x8f, 0x00, 0x1f, 0xff, 0x00,
0x1c, 0x3c, 0x03, 0xf0, 0x0f, 0x0f, 0x00, 0x0f, 0xfe, 0x00,
0x18, 0x0c, 0x03, 0xf0, 0x0e, 0x0f, 0x00, 0x07, 0xfc, 0x00,
0x20, 0x03, 0x83, 0xe0, 0x70, 0x0f, 0x00, 0x03, 0xf8, 0x00,
0x00, 0x00, 0x03, 0xe0, 0x00, 0x0e, 0x00, 0x01, 0xf8, 0x00,
0x00, 0x00, 0x03, 0xc0, 0x00, 0x0c, 0x00, 0x01, 0xf0, 0x00,
0x00, 0x00, 0x03, 0x00, 0x00, 0x08, 0x00, 0x00, 0xf0, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xf0, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xe0, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xe0, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xe0, 0x00,
0x00, 0x24, 0x00, 0x00, 0x04, 0x00, 0x00, 0x00, 0xe0, 0x00,
0x00, 0x20, 0x00, 0x00, 0x05, 0x00, 0x00, 0x00, 0xe0, 0x00,
0x00, 0x24, 0x28, 0x11, 0x05, 0x00, 0x08, 0x00, 0x60, 0x00,
0x00, 0x24, 0x20, 0x10, 0x45, 0x00, 0x08, 0x00, 0x60, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x40, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x40, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x40, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x40, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x40, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x40, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x40, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x40, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
};
```
`QIDONG`Bitmap：
```c
UINT8 QIDONG[] =
{
/*-- 宽x高=48x16 --*/
0x01, 0xc0, 0x7f, 0x70, 0x38, 0x00,
0x7f, 0xff, 0x00, 0x70, 0x38, 0x00,
0x70, 0x07, 0x01, 0xff, 0x38, 0x00,
0x70, 0x07, 0x00, 0x77, 0x18, 0x00,
0x7f, 0xff, 0xff, 0xf7, 0x18, 0x00,
0x70, 0x07, 0x38, 0x77, 0x18, 0x00,
0x70, 0x00, 0x38, 0x77, 0x18, 0x00,
0x70, 0x00, 0x3e, 0x67, 0x18, 0x00,
0x7f, 0xfe, 0x77, 0xe7, 0x00, 0x00,
0x7c, 0x06, 0x6f, 0xe7, 0x00, 0x00,
0x6c, 0x06, 0xfb, 0xc7, 0x3c, 0x00,
0xec, 0x06, 0x01, 0xc7, 0x3c, 0x00,
0xef, 0xfe, 0x03, 0xbe, 0x00, 0x00,
0xcc, 0x06, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
};
```
图片或文字转Bitmap网站：https://www.zhetao.com/fontarray.html

BIN
Lab/1_LCDLab/material/p2.png Normal file
View File

Binary file not shown.
Side by Side

After

Width:  |  Height:  |  Size: 2.5 KiB

BIN
Lab/1_LCDLab/material/p3.png Normal file
View File

Binary file not shown.
Side by Side

After

Width:  |  Height:  |  Size: 318 KiB